JPH032301A - 粉末成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、熱間等方圧加圧（以下、ＨＩＰという。）処
理による粉末の成形方法に関Ｌ、特にＨＩＰ時に曲がり
の生じない細長い焼結成形体を成形することができる方
法に関する。

（従来の技術） 金属粉末やセラミックス粉末などの焼結用粉末を金属製
管状カプセルに充填Ｌ、該カプセルをＨＩＰ容器内に載
置Ｌ、ＨＩＰ処理することにより、粉末を焼結一体化す
ると共に円柱形状に成形する方法がある。この方法によ
り、細長い棒状の粉末成形体を製造すると、成形体の長
さ方向中央部で屈曲した曲がりが生じるという問題があ
る。これは、ＨＩＰ処理処理力プセルの長さ方向の肉厚
が同一である場合、中央部に不均一な収縮変形が生じ、
この変形が更に助長されて太き（なり、カプセル全体が
座屈的に屈曲変形するからである。

このため、屈曲を防止ないし軽減する手段として、通常
、第４図に示すようにカプセル１１をＨＩＰ容器内に吊
り下げる方法やカプセルの肉厚を厚くする方法が採られ
ている。尚、第４図は、焼結用粉末１２が充填されたカ
プセル１１が、支持台１３に載置された支持枠１４内に
吊り下げられた状態を示しており、これらの部材は図示
省略のＨＩＰ容器内に収納され、ＨＩＰ処理が施される
。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、吊り下げる方法では、長尺もしくは大重
量になれば、支持枠を大形化しなければならず、このた
めＨＩＰ容器内の有効スペースが実質的に小さくなり、
生産性に劣る。また、カプセル中央部の収縮軽減効果も
限度があり、カプセル全長Ｌ／カプセル外径りが１７以
上で曲がりが顕著となる。

一方、カプセル肉厚を大きくする方法でも、中央部での
収縮が依然として大きく、Ｌ／Ｄが１０以上で曲がりが
顕著となる。更に、ＨＩＰ後、カプセル除去のための加
工量が多く、加工費がかさみ、また加工熱による曲がり
も懸念する必要がある。

本発明はかかる問題点に鑑みなされたもので、ＨＩＰ時
、カプセルに曲がりが生じにくく、かつ生産性に優れた
粉末成形方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するためになされた本発明の粉末成形方
法は、金属粉末やセラミックス粉末などの焼結用粉末を
細長い形状の金属製カプセルに充填Ｌ、該カプセルに熱
間等方圧加圧処理を施Ｌ、前記焼結用粉末を焼結一体化
すると共に成形する粉末成形方法において、前記カプセ
ルの長さ方向の中央部とその両側部とが熱間等方圧加圧
時にほぼ同時に変形するように、カプセルの中央部の肉
厚を両側部の肉厚よりも厚くすることを発明の構成とす
るものである。

この際、カプセル寸法として、カプセルの全長をＬ、カ
プセル内部に形成された粉末充填孔の内径をｄとしたと
き、カプセル中央部の長さ２、カプセル中央部の肉厚Ｔ
、カプセル端部の肉厚ｔの値を各々 Ｌ／２≧ｌ≧Ｌ／３　、Ｔ≧２ｄ／３ ０．５ｄ≧ｔ≧０．１５ｄ とするのがよい。

（作　用） カプセルの長さ方向の中央部の肉厚を該中央部の両側に
位置する側部の肉厚よりも厚くしたので、ＨＩＰ時に中
央部に集中的に生じる不均一収縮の発生を遅らせること
ができ、カプセル全体をほぼ同時に収縮させることによ
って、中央部に大きな不均一収縮が生じるのを阻止する
ことができ、カプセルの屈曲変形が防止される。

（実施例） まず、本発明に使用するＨＩＰ処理用カプセルについて
説明する。

第１図は）ｆ　Ｉ　Ｐ処理用カプセルの一例を示してお
り、通常、低Ｃ鋼材によって形成されている。

径大肉厚の中央部ｌの両側には中央部１よりも径小の側
部２，２が連設されており、該側部２は前記中央部１よ
りテーパ一部３、小径管部４、端部５から構成され、こ
のカプセルでは小径管部４の末端が端部５となっている
。そして、中央部１および両側部２．２に亘るカプセル
の内部には粉末充填孔６が開設され、その両端が端板７
．８によって閉塞されている。粉末充填孔６には金属粉
末、セラミックス粉末又はこれらの混合粉末からなる焼
結用粉末９が充填され、脱気されてい゛る。尚、脱気は
、粉末の充填、上側端板７の溶接後、該端板７に貫通し
て突設した脱気管（図示省略）より行われる。

前記中央部１の長さｌ、厚さＴおよび端部５の肉厚りの
値は、 Ｌ／２≧ｌ≧Ｌ／３　、Ｔ≧２ｄ／３ ０．５ｄ≧ｔ≧０．１５ｄ とするのがよい。ここに、Ｌはカプセルの全長、ｄは粉
末充填孔６の内径である。ｆ＞Ｌ／２もしくは、ｅ＜Ｌ
／３では厚さを変化させた効果が小さくなり、カプセル
中央部に大きな不均一収縮が生じ、曲がりを生じる。ま
た、Ｔ＜２ｄ／３でも同様に屈曲が生じる。また、ｔ　
＜０．１５ｄでは円周方向に不均−収縮が生じ、成形体
断面が円形とならない。−方、ｔ　＞０．５ｄでは中央
部肉厚を厚くした効果が小さくなり、中央部からの変形
が早くなり、屈曲が生じる。

尚、カプセル外径や粉末充填孔の断面形状は円形に限ら
ず矩形でもよい。この場合、矩形の一辺の長さについて
前記諸式を適用すればよい、また、第２図のように、側
部２を中央部ｌから端部５に亘ってテーパー面で形成し
てもよい。更に、第３図のように、粉末充填孔６の軸心
に複合すべき金属製の心材ｌＯを内設しておいてもよい
。

次に具体的実施例について述べる。

実施例Ａ （１）　　外径φ１０５　Ｘ　１２００１　（ｍ＋ａ）
の５２５Ｃ棒材に深孔加工を施Ｌ、φ４５ｍｍの粉末充
填孔を形成Ｌ、その外形を第１図のように加工した後、
厚さ６鵬の５２５Ｃ端板を下端にＴＩＧ溶接した。その
後、内面を脱脂乾燥した。カプセルの寸法は、中央部長
さｌ　＝　５００ｍｍ、端部肉厚Ｌ＝８ｍｍ、テーパー
部の傾斜角θ＝４５度である。

（２）実施例１として、カプセル内にＮｉ基自溶製合金
粉末（ガスアトマイズ粉、１５０メンシユアンタ二一）
を７０％になるように充填した。又、実施例２として、
同合金粉末（粉砕粉、１００メツシユアンダー）を５５
％充填した。その後、脱気管を有する端板を上端開口に
ＴｌＯ２接した。

（３）その後、４００℃で真空脱気した後、９５０°Ｃ
９１Ｃ９１Ｏ００／ｃ＋ｌｌで４Ｈｒ、ＨＩＰ処理を行
った。処理後、３５０℃まで徐冷した後、カプセルをＨ
ＩＰ容器から取り出した。尚、第１図中、２点鎖線で示
した１３Ａは支持台、１４Ａはカプセル支持枠である。

（４）処理後のカプセルの両端中心を旋盤で保持Ｌ、カ
プセル中央部での振れを測定したところ、実施例１は０
．８ｍｍ、実施例２は１　、２　＋ｎｍと良好な結果が
得られた。

実施例Ｂ （１）実施例Ａと同様にして、外径φ１６０　ｘ　ｔ４
００　ｉ（ｍｍ）の５Ｓ４１棒材より、粉末充填孔内径
φ６０ｍｍの第２図に示したカプセルを製作した。カプ
セル寸法は、中央部長さＡ　＝４７０ｍｍ、端部肉厚１
２ｍｍである。端板（ＳＳ４１材）厚さは９ａａとした
。

（２）カプセル内にＣ２ＮＬ％＋　Ｃｒ１８ｗｔ％の冷
間工具鋼粉末（ガスアトマイズ粉、２８メツシユアンダ
ー）を７５％充填Ｌ、上端開口に端板をＴＩＧ溶接Ｌ、
真空脱気後、１１５０℃、　１００１００Ｏ／ｄで５Ｈ
ｒ、ＨＩＰ処理を行い、徐冷した。

（３）処理後のカプセルを実施例Ａと同様にして中央の
振れを測定したところ１．２ｍｎ＋と小さかった。

（発明の効果） 以上説明した通り、本発明の粉末成形方法は、焼結用粉
末が充填されたカプセルのＨＩＰ処理に際Ｌ、カプセル
の長さ方向の中央部の肉厚を両側部の肉厚よりも厚くし
たので、ＨＩＰ処理処理力プセル中央部に大きな不均一
収縮が生じるのを防止することができ、これによって全
体が屈曲変形するのを防止することができる。また、本
発明は、カプセルを所定の形状に加工するだけで実施可
能であり、生産性に優れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るＨＩＰ処理用カプセルの断面図、
第２図は同カプセルの他側の断面図、第３図は内部に心
材を有する同カプセルの断面図、第４図は従来の細長い
カプセルのＨＩＰ処理要領を示す断面説明図である。 ■・・・中央部、２・・・側部、５・・・端部、６・・
・粉末充填孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）金属粉末やセラミックス粉末などの焼結用粉末を
   細長い形状の金属製カプセルに充填し、該カプセルに熱
   間等方圧加圧処理を施し、前記焼結用粉末を焼結一体化
   すると共に成形する粉末成形方法において、 前記カプセルの長さ方向の中央部とその両側部とが熱間
   等方圧加圧時にほぼ同時に変形するように、カプセルの
   中央部の肉厚を両側部の肉厚よりも厚くすることを特徴
   とする粉末成形方法。 （２）カプセルの全長をＬ、カプセル内部に形成された
   粉末充填孔の内径をｄとしたとき、カプセル中央部の長
   さｌ、カプセル中央部の肉厚Ｔ、カプセル端部の肉厚ｔ
   の値を各々 Ｌ／２≧ｌ≧Ｌ／３、Ｔ≧２ｄ／３ ０．５ｄ≧ｔ≧０．１５ｄ とすることを特徴とする請求項（１）に記載した粉末成
   形方法。